JPH02134667A

JPH02134667A - 定着装置

Info

Publication number: JPH02134667A
Application number: JP28794088A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Kusaka; 草加　健作; Yoshihiko Suzuki; 鈴木　嘉彦; Shigeo Kimura; 茂雄木村; Atsushi Hosoi; 細井　敦; Hiroyuki Adachi; 足立　裕行
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1988-11-15
Publication date: 1990-05-23
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JP2584848B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の産業上の利用分野〕本発明は、記録材上の顕画像を定着するための定着用ヒ
ータ及び定着装置に関する。

〔背景技術〕

記録材上のトナー像を定着する方式としては熱ローラ定
着が広く採用されている。

又、米国特許第３，５７８，７９７号に記載されている
ようなウェブを介してトナーを溶融させることも考えら
れている。

しかし、このような定着方式は加熱用のローラの熱容量
が非常に大きく、ウオームアツプ時間が長い、ヒータに
加える電力が高いという問題がある。

このような問題を解決するものとして、出願人は先に特
願昭６２−１４７８８４号で、熱容量が小さ（小さな電
力で、且つ、ウオームアツプ時間を短縮できる定着装置
を提案した。

通常、熱定着装置では安全対策として、熱ローラ表面に
温度ヒユーズやサーモスイッチ等を設け、異常昇温時に
ヒーターへの通電を強制的にオフしている。

〔発明が解決する問題点〕

この安全対策のための温度ヒユーズ、サーモスイッチを
特願昭６２−１４７８８４号に示した熱容量の小さな線
状発熱体を有する定着装置に適用したところ、発熱部に
配置できないため応答性が悪い、更に、温度ヒユーズ、
サーモスイッチの持つ大きな熱容量によりウオームアツ
プ時間が長くなるという問題が発生した。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決する本発明は、記録材上の顕画像に熱
を加えて定着するために固定状態で使用される定着用ヒ
ータにおいて、基台上に設けられた発熱層と、この発熱
層に通電するための電極と、基台上に設けられ所定温度
で溶融し発熱層への通電を阻止する熱溶融性部位を有す
ることを特徴とするもの、及び固定支持される加熱体と
、この加熱体と摺動するフィルムと、このフィルムに記
録材を圧接させる加圧手段と、を有する定着装置であっ
て、上記加熱体は、基台上に設けられた発熱層と、この
発熱層に通電するための電極と、基台上に設けられ所定
温度で溶融し発熱層への通電を阻止する熱溶融性部位を
有することを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

尚、同一機能を果たす部材には同一番号を符しである。

第１図は本発明の実施例の定着装置を適用した複写装置
の断面図である。

図において、１はガラス等の透明部材よりなる原稿載置
台で、矢印ａ方向に往復動して原稿を走査する。原稿載
置台の直下には短焦点小径結像素子アレイ２が配されて
いて、原稿載置台上に置かれた原稿像は照明ランプ３に
よって照射され、その反射光像は上記アレイ２によって
感光ドラム４上にスリット露光される。なおこの感光ド
ラムは矢印す方向に回転する。また５は帯電器であり、
例えば酸化亜鉛感光層あるいは有機半導体感光層等を被
覆された感光ドラム４上に一様に帯電を行う。この帯電
器５により一様に帯電されたドラム４は、素子アレイ２
によって画像露光が行われた静電画像が形成される。こ
の静電潜像は、現像器６により加熱で軟化溶融する樹脂
等より成るトナーを用いて顕像化される。一方、カセッ
トＳ内に収納されているシートＰは、給送ローラ７と感
光ドラム４上の画像と同期するようタイミングをとって
上下方向で圧接して回転される対の搬送ローラ８によっ
て、ドラム４上に送り込まれる。そして、転写放電器９
によって、感光ドラム４上に形成されているトナー像は
、シートＰ上に転写される。その後、公知の分離手段に
よってドラム４から分離されたシートＰは、搬送ガイド
１０によって定着装置１１に導かれ加熱定着処理された
後にトレイ１２上に排出される。なお、トナー像を転写
後、ドラム４上の残留トナーはクリーナ１２によって除
去される。

第２図は本発明の実施例の定着装置１１の拡大断面図で
ある。２０は装置に固定支持された低熱容量の加熱体で
あって、平板状のアルミナ基板２１に熱容量の小さい抵
抗体２２を線状に塗工したもので、長手方向両端より通
電される。通電はＤＣｌｏｏＶで周期２０　ｍ　ｓ　ｅ
　ｃのパルス状波形で行われる。基板２１にはサーミス
タ等の温度検知素子が圧接されており、この検知温度が
所定の値となるように、抵抗体２２への通電パルス巾を
、略０．５ｍ５ｅｃ〜５ｍ５ｅｃの範囲で変化させる。

上記のように通電制御される加熱体２０は、ｐｐｓ。

ポリアミドイミド等の耐熱樹脂からなる断熱支持部材２
４を介して、鋼等の高剛性の支持部材により、定着装置
に固定支持される。

２６は定着フィルムであり、加熱体２０に当接しつつ駆
動ローラ２７と従動ローラ２８による駆動とテンション
により、図中の矢印方向にシワな（搬送される。また、
加熱体２０の線状抵抗体２２の定着フィルムとの摺動面
は、耐熱ガラス又は耐熱樹脂で被覆されて摺動から保護
されている。

定着フィルム２６の例として、厚さ２０μｍの、例えば
ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、
ＰＥ５（ポリエーテルサルホン）、ＰＦＡ（パーフロロ
アルコキシ）、ＰＫＳ（ポリケトンサルファイド）等の
耐熱樹脂から成る耐熱フィルムの少なくとも画像当接面
側に、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂にカー
ボンブラック等の導電材を添加した離型層を１０μｍの
厚さでコートした、エンドレスフィルムである。厚さは
一般的には１００μｍ以下であり、熱伝導性を考慮する
と４０μｍ以下が好ましい。

２９はシリコンゴム等の離型性の良いゴム弾性層を有す
る加圧ローラであり、Ａ４巾当たり約４〜７Ｋｇの圧力
でフィルム２６を介して加熱体２０を加圧しつつ従動回
転する。

記録材Ｐ上の未定着トナーＴは入口ガイド３０により定
着部に導かれ、上述の加熱により定着像を得るものであ
る。

以上はエンドレスフィルムで説明したが第２図（ｂ）の
如く定着フィルムは有端のフィルムで゛あっても良い。

また、定着装置が適用される装置としては複写機に限ら
ず、光プリンタ、マグネスタイラスプリンタなど記録材
上に未定着のトナー像を形成する部上全てに適用可能で
ある。

次に、本発明の実施例の定着用ヒータである加熱体２０
について説明する。

第３図は加熱体２０の拡大図である。２１は厚さ１．０
　ｍ　ｍ　、巾１０　ｍ　ｍ　、長手長２６０　ｍ　ｍ
のアルミナ基板である。２２は厚さ略１０μｍ１巾１　
、０　ｍ　ｍ　、長手長２２０ｍｍで基板２１に塗工さ
れた抵抗体であり、例えば銀／パラジウム、酸化ルテニ
ウム、ニッケル等の高融点の抵抗材料から成る。３１．
　３２はアルミナ基板長手方向の両端に塗布された、例
えば銀から成る電極であり不図示のコネクタを介して外
部より給電される。電極３１．３２と抵抗体２２の間は
、それぞれ融点が定着温度より高く、電極３１゜３２及
びアルミナ基板２１よりも低融点の接点３３゜３４で接
続されている。接点３３．３４はいずれも、厚さ約１０
０μｍ１巾２　、０　ｍ　ｍ　、長手長５　、０　ｍ　
ｍの、抵抗体２２より低抵抗の材料から成る。接点３３
゜３４の材料はその融点が定着動作時の加熱体の温度よ
り高く、かつ装置に損傷を与えたり、転写材が発煙もし
くは発火する温度より低くなるように選択する。例えば
、鉛、スズ又はハンダ等が使用可能。本実施例では定着
時の加熱体温度が１８０℃となるように通電制御される
。一方、加熱体２０を断熱支持する断熱部材２４がＰＰ
Ｓから成り、その耐熱温度は２６０℃である。そこで、
接点３３．３４の材料として融点２３２℃のスズを用い
ている。

即ち、サーミスタの不良、制御系の誤動作等により加熱
体が異常昇温し、接点３３．　３４の融点以上となると
、接点が溶融し、発熱抵抗層２２への通電が確実に断た
れ、記録材の燃焼、加熱体の基板の損傷等を防止できる
。また、基板上に薄（コーティングしているだけなので
、ヒータの熱容量をほとんどアップしない。

第４図は本実施例の定着装置の長手方向位置関係を示す
説明図である。加熱体２４の発熱部である抵抗体２２の
長手長ＤＥは、最大通紙中ＩＪより広くとられ、記録材
を長手方向全域にわたって均一に加熱定着可能としてい
る。

温度検知素子２３は通紙中心Ｋに配置されている。

接点３３．３４はいずれも加熱体２０と加圧ローラ２９
の圧接部ＡＢの内部ＣＤ、ＥＦに配置されているので、
温度検知素子２３の位置にと放熱特性が路間等となって
いるので、接点３３．３４の温度は温度検出素子２３の
検知温度と路間等となる。接点３３と電極３１．接点３
４と電極３２の間にはそれぞれ、例えば抵抗体２２と同
一材質からなる補助発熱部ＧＣ。

ＦＨが設けられており、接点３３．３４から電極３１゜
３２への放熱による接点３３．３４の温度低下を防止し
ている。加圧ローラ巾ＡＢは電極間中ＧＨより広くとら
れているので補助発熱部ＧＣ，ＦＨ及び接点３３．３４
が異常昇温することはない。

次に、本実施例の接点３３．３４の作用を更に詳細に説
明する。

ｉ）安定定着動作時接点３３．３４の最高到達温度は、小サイズ時通紙時の
いわゆる非通紙部昇温や温度検知素子２３の精度を考慮
しても約２２０℃であるので、接点３３゜３４は溶融せ
ず、電極３１．３２により抵抗体２２に通電がなされる
。

ｉｉ）異常時温度検知素子２３の断線、当接不良等により加熱体２０
の温度制御が不能になり、加熱体の温度が正常な温調温
度１８０°Ｃを超えて上昇し、アルミナ基板が２３２°
Ｃをこえると接点３３．３４は溶融し、スズの表面張力
によって電極３１又は３２と抵抗体２２の間で分裂し、
電極３１又は３２と抵抗体２２は電気的に絶縁する。

そのため抵抗体２２への給電が不能となり加熱体の温度
が停止する。この時点で装置の損傷はなく、また記録材
の定着動作中であっても記録材の発煙等発生しない。

尚、熱溶融性の接点は片方１か所のみでも良いが安全性
のアップからは複数個、特に両端側に設けることか好ま
しい。

第５図は本発明の別の実施例の定着用ヒータを示す図で
ある。

第５図（ａ）は上面図、第５図（ｂ）は側面図、第５図
（ｃ）は下面図である。

端子Ｔ、、Ｔ３間を電気的に接続し、また端子Ｔ２．Ｔ
４間に不図示の電源から通電を行う。

４１．４’２は銀製の電極であり、４０は銀電極間を電
気的に接続するスズからなる熱溶融性の接点であり、厚
さ１００μｍ１巾は２　、０　ｍ　ｍである。また、電
極４１．　４２間の距離は５　、０　ｍ　ｍである。

この熱溶融性の接点４０は通紙幅内で、且つ、通紙領域
の略中央部に設けられている。更には、抵抗体２２とは
基板の反対面で、且つ、温度検知素子２３に近接して設
けられている。

この実施例によると、接点４０が通紙領域内、特には略
中央部に設けられているため、連続定着時の非通紙領域
の昇温の影響を受けない。このため、通常定着時におけ
る接点の最高到達温度が第３図実施例よりも低くなり、
オーバーシュートなどにより正常時に誤って接点が溶融
する恐れを防止できる。

このため溶融温度の低い接点材料を用いることも可能と
なり安全性が更にアップする。

第６図に本発明の更に別の実施例の定着用ヒータを示す
図である。

第６図（ａ）は上面図、第６図（ｂ）は側面図、第６図
（ｃ）は下面図である。

端子Ｔ６．Ｔ８間をスルーホール４３により電気的に接
続し、また端子Ｔ５．Ｔ７間に不図示の電源から通電を
行う。

４４．４５は銀製の電極であり、４６は銀電極間を電気
的に接続するスズからなる熱溶融性の接点であり、厚さ
１００μｍ１幅は２　、０　ｍ　ｍである。また電極４
１．４２間の距離は５　、０　ｍ　ｍである。

この実施例によれば、ヒータの一端側から通電可能であ
り、定着装置の構成が簡略化でき、組立性も向上する。

第７図は本発明の更に別の実施例の定着用ヒータを示す
図である。

第７図（ａ）は上面図、第７図（ｂ）は側面図、第７図
（ｃ）は下面図である。

抵抗体２２の両端の電極４７．４８には、リレー４９を
介して電源５０が接続されている。リレー４９は第２の
電源４８により駆動されている。端子Ｔ９とＴ　１０が
接続されている時はＯＮ　（２端子間短絡）状態で、接
続されていなければＯＦＦ　（２端子間絶縁）状態であ
る。また、端子Ｔ９．Ｔ、。間には、銀電極５２．５３
を介して接点５１が接続されている。接点５１はヒータ
の長手方向の略中央部で通紙領域の略中央部に設けられ
ている。接点５１の材質、寸法等は第５図に示した実施
例と同じである。

通常定着時は端子Ｔ９．Ｔ１ｏ間は短絡しておりリレー
４９はＯＮ状態にある。従って電源５ｏにより抵抗体２
２に通電する。

異常昇温か生じ、基板が接点５１の溶融温度に達すると
、接点５１は溶融し、端子Ｔ９＋　１１０間は絶縁状態
となり、リレー４９への給電が断たれ、リレーの２端子
間が絶縁状態となる。

よって電源５０から抵抗体２２への通電が断たれ、異常
昇温か停止する。

この実施例によると、抵抗体２２に対して通電する電力
は接点５１を流れない。

即ち、接点５１にはリレ−４９動作用の小さい電力しか
流れないため、電極５２．５３への通電が容易である。

このため、接点５１として抵抗が大きく発熱量の大きい
ものも使用できる。

以上、本発明の詳細な説明したが、熱溶融性部位である
接点が異常昇温した場合には、定着用ヒータを新しいも
のと交換すれば良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、定着用ヒータと別体の温度ヒユーズや
サーモスイッチを設けることなく、基台上に薄層の熱容
量の小さい熱溶融性部位を設けているので、定着用ヒー
タの熱容量をほとんど増加させることはない。

このため、定着装置のウオームアツプ時間が長くなるこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を適用した電子写真複写機の断
面図、第２図は本発明の実施例の定着装置の拡大断面図、第３
図は本発明の実施例の定着用ヒータの斜視図、第４図は
第２図実施例の定着装置の説明図、第５図は本発明の別
の実施例の定着用ヒータを示す図で、第５図（ａ）は上
面図、第５図（ｂ）は側面図、第５図（Ｃ）は下面図、第６図は本発明の更に別の実施例の定着用ヒータを示す
図で、第６図（ａ）は上面図、第６図（ｂ）は側面図、
第６図（ｃ）は下面図、第７図は本発明の更に別の実施例の定着用ヒータを示す
図で、第７図（ａ）は上面図、第７図（ｂ）は側面図、
第７図（ｃ）は下面図である。図において、２１は基板、２２は発熱抵抗体、２３は温
度検知素子、３３．３４．４０．４６．　５１は接点（
熱溶融性部位）である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）記録材上の顕画像に熱を加えて定着するために固
定状態で使用される定着用ヒータにおいて、基台上に設
けられた発熱層と、この発熱層に通電するための電極と
、基台上に設けられ所定温度で溶融し発熱層への通電を
阻止する熱溶融性部位を有することを特徴とする定着用
ヒータ。
（２）上記所定温度は定着温度より高く、電極及び基台
の耐熱温度より低いことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の定着用ヒータ。
（３）上記定着用ヒータは実質的に記録材と圧力関係に
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第
２項記載の定着用ヒータ。
（４）固定支持される加熱体と、この加熱体と摺動する
フィルムと、このフィルムに記録材を圧接させる加圧手
段と、を有する定着装置であって、上記加熱体は、基台
上に設けられた発熱層と、この発熱層に通電するための
電極と、基台上に設けられ所定温度で溶融し発熱層への
通電を阻止する熱溶融性部位を有することを特徴とする
定着装置。
（５）上記所定温度は定着温度より高く、電極及び基台
の耐熱温度より低いことを特徴とする特許請求の範囲第
４項記載の定着装置。